地上钢质油罐的腐蚀与防护

朱丽红

摘要：针对地上钢质油罐的腐蚀原因进行分析，提出有效的延缓腐蚀过程的方法：选用合适的钢材、工艺与涂料，并做好运行油罐的日常检查与维护工作。

关键词：油罐；腐蚀；防腐措施

1油罐的腐蚀机理

1.1外腐蚀

金属材料在大气自然环境条件下，由于大气中的水、氧、二氧化碳等物质的作用而引起的腐蚀，称为大气腐蚀。大气腐蚀分为三种类型：（1）干的大气腐蚀：在这种情况下，大气中基本没有水蒸气，是金属表面上完全没有水膜层时的大气腐蚀。如果大气的湿度没有超过临界湿度的话，钢铁的表面将保持光泽。（2）潮的大气腐蚀：金属在肉眼看不见的薄液膜层下所发生的腐蚀，称为潮的大气腐蚀。此时大气的湿度超过临界湿度，相对湿度低于100%，金属表面有很薄的一层水膜存在。铁在没有被雨、雪淋到时发生的锈蚀，即属于此例。（3）湿的大气腐蚀：当空气中的相对湿度为100%左右或当雨水直接落在金属表面上时就发生此类腐蚀。在这种情况下，水在金属表面上已成液滴凝聚，金属表面上存在肉眼看得见的水膜[1]。

油罐罐壁外面和罐顶板上面，直接与大气接触，经常受到雨、雪、霜、雾和潮湿空气的侵袭。在这种气候下，油罐上述部位很容易发生大气腐蚀，形成一层薄水膜。早晚湿度较大且受温差影响易产生结露现象，水膜较厚；到了中午随着气温的升高，水膜会挥发掉或只剩下很薄的一层。这层水膜是由大气形成的，而通常情况下，大气是含有许多污染物质的混合物（见表1）[1]，所以这类薄水膜中可能溶有酸、碱或盐类，形成电解液，发生电化学分解，造成潮的/湿的大气腐蚀。但这种大气作用造成罐壁外面或罐顶上面的电化学腐蚀（电解层）是不均匀的，一般来说罐顶、钢板凹陷处、焊缝处和其它易积水的部位比较严重些，其它部位则比较轻微[2]。同时由于油罐罐体外部直接与大气接触，雨水对罐体表面尘埃盐粒等腐蚀性附着物的冲洗和日光照射等原因，在某种程度上将会起到减缓腐蚀的作用。

1.2内腐蚀

油罐罐体内部（包括罐壁内面、罐顶板下表面和罐底板上表面）的腐蚀，主要是由于油品挥发出来的酸性气体（H2S、HCl）和呼吸阀吸入罐内的空气含有酸性气体（如SO2、CO2），这些酸性气体和氧溶于水形成具有腐蚀性的酸性电解液。以H2S、SO2腐蚀机理为例：H2S一旦溶于水便立即电离，使水具有酸性。H2S在水中的离解反应为：

一级电离：H2S=H++HS-（1）

二级电离：HS-= H++S2-（2）

释放出的氢离子是强去极化剂，极易在阴极夺取电子，促进阳极铁溶解反应而导致钢铁的全面腐蚀。

阳极反应：Fe-2e→Fe2+（3）

阴极反应：2H++2e→Had+ Had→H2↑（4）

↓

Hab→钢中扩散

阳极反应产物：Fe2++ S2-→FeS↓（5）

式中 Had——钢表面吸附的氢原子

Hab——钢种吸收的氢原子

上述电化学反应过程中，阴极析出氢原子，氢原子进入钢中后，会导致金属构件两种不同类型的开裂，即硫化物应力开裂和氢诱发裂纹，氢诱发裂纹常伴随着钢表面的氢鼓泡。阳极铁溶解，导致钢铁表面的均匀腐蚀和局部腐蚀，表现为金属设施与日俱增的壁厚减薄和点蚀穿孔等局部腐蚀破坏。

2油罐的防腐蚀措施

2.1从设备本质安全出发，事先防腐。

2.1.1首先是材质选择，要优先选用具有较高的耐腐蚀性能的钢材。考虑技术可行性与经济承载能力，我库油罐钢材选用的是Q235B低碳钢，c含量为0.12-0.20，s、p含量為0.45，Mn含量为0.3-0.7。磷化物会导致晶间腐蚀，硫化物则可引起空蚀，而锰含量的增加在一定程度上缓解了腐蚀速度。

2.1.2其次是对油罐焊接工艺的要求。焊接不良，容易产生气泡或夹渣，造成砂眼，并且焊接时焊缝周围容易形成热应力，造成应力集中，形成电位差，进而产生电偶腐蚀，使罐体出现裂纹。

2.1.3最后是对罐体采取涂层覆盖的方法防腐。这是目前普遍采用的比较经济合理而且行之有效的方法。以前油罐内壁多采用红丹漆，外壁用各色调和漆进行防腐，近些年来，各类环氧漆成为主流。常用的油罐防腐涂料性能比较见表2[3]。

较差

我库2008年新建的3个罐采用的防腐措施方案如下，可供各油库参考：

罐底板下表面。采用环氧沥青厚膜底漆，无空气喷涂1道，干膜厚度约为125um；面漆采用环氧沥青厚膜面漆，干膜厚度约为125um。

（2）罐底板上表面、罐顶内表面及罐体1.8米以下和罐顶部向下1.5米内表面。底漆：灰色无机富锌底漆，无空气喷涂1道，底漆干膜厚度不小于50um；中间漆：黑色环氧耐油导静电防腐涂料，无空气喷涂1道，底漆干膜厚度不小于100um；面漆：乳白色环氧耐油导静电防腐涂料，无空气喷涂1道，底漆干膜厚度不小于100um。

2.2油罐附件

油罐附件，包括罐上平台、踏板、扶梯、加强圈、抗风圈、消防泡沫管线、罐前阀门等也要做好涂层防腐，防止附件锈蚀后锈层随雨水流淌到罐体。

2.3日常维护

冬季罐顶积雪及时清扫，雷雨季节勤检查，清罐时注意检查油罐内部腐蚀情况，发现问题及时处理。

参考文献：

[1] 西南石油大学.华北油田腐蚀与防垢讲座，2007.5

[2] 中国石油化工总公司编.石油库管理手册.烃加工出版社出版，1990.7

[3] 张吉泉等.立式油罐底板腐蚀原因分析及解决方法.油气储运，2006，25（11）：45～46，55